傳感器的最新發(fā)展可大幅提高BLDC電機控制性能

典型的軸端配置包括一個(gè)安裝在旋轉軸上的直徑磁化盤(pán)式磁體，該磁體安裝在電機總成內部，如圖3(a)所示。該磁體可提供一個(gè)穿過(guò)傳感器平面的磁場(chǎng)。

在此配置中，無(wú)需使機械和電氣組件接觸即可直接讀取轉子角度。由于A(yíng)MR技術(shù)不依賴(lài)磁場(chǎng)強度，因此能夠耐受氣隙變化。不依賴(lài)磁場(chǎng)強度還可增大機械容差并使磁體材料的選擇簡(jiǎn)單化。

緊湊的軸端配置意味著(zhù)傳感器可直接安裝在非?？拷娮?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/控制">控制裝置(微控制器、MOSFET)的印刷電路板(PCB)上，從而能夠最大限度減少信號路由并減小與惡劣電機環(huán)境的距離。

另一種可能的配置是圖3(b)所示的軸側系統。軸側配置可用于待檢測軸無(wú)法在端頭安裝磁體的應用。在此配置中，由磁極環(huán)提供激勵，傳感器和磁極環(huán)可安裝在軸上的任意位置。典型應用包括電動(dòng)助力轉向泵或由于空間限制不能使用軸端的BLDC電機。

由于A(yíng)DA4571能夠提供低延遲和精確的位置反饋信息，因此可對電機各相的電流進(jìn)行精確控制，從而使電機對動(dòng)態(tài)負載做出順暢響應，或在變化的條件下維持恒速。最終結果就是更好的控制、最大的扭矩、更高的啟動(dòng)/停止效率，以及更佳的運行狀況。

傳感器設置和校準

要獲得更高的精度，可在用戶(hù)的生產(chǎn)線(xiàn)末端執行各類(lèi)校準程序?？蓤绦幸淮涡允д{校準，以消除正弦和余弦信號的初始失調。

圖4顯示了在室溫下執行一次性失調校準后的典型性能。

圖4：?jiǎn)吸c(diǎn)和雙點(diǎn)校正時(shí)典型角度誤差與溫度的關(guān)系。

由于傳感器的失調漂移，角度精度可能隨溫度升高而下降，如在150°C時(shí)進(jìn)行單點(diǎn)校正的情況，而雙點(diǎn)溫度校準則可提高性能。在這種情況下，可對失調和片內溫度傳感器的信息進(jìn)行插值計算，并且可補償隨溫度變化的失調。

自由運行應用中的BLDC系統可充分利用連續的失調校正技術(shù)，方法是計算指定時(shí)間內傳感器輸出的均值。微控制器中的動(dòng)態(tài)失調補償可在整個(gè)溫度范圍和工作壽命內實(shí)現非常高的精度。

與其他傳感器技術(shù)(霍爾/GMR/TMR)不同，ADA4571無(wú)需執行額外的校準步驟，例如幅度校正或正交性校正。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)測試驗證的幅度失配確保小于1%，而先進(jìn)的傳感器設計還可確保正交性。傳感器還可忽略遲滯，從而獲得高可靠性且精確的位置信息。

對于無(wú)需高精度、低性能且對成本敏感的應用，ADA4571可在不進(jìn)行線(xiàn)路終端失調校正的情況下使用。這種情況下，ADA4571可確保具有小于5°的角度誤差。這對于一些未校準的應用非常有用，因為主機控制器知道軸的位置，因此可優(yōu)化啟動(dòng)狀況。

結論

磁性位置傳感器可為工業(yè)和汽車(chē)BLDC電機控制系統設計人員提供小型、穩定且易于組裝的位置檢測解決方案。ADI的新款ADA4571提供高速、高精度、經(jīng)生產(chǎn)測試保證的全角度精度、集成式診斷功能以及低功耗工作模式，明顯優(yōu)于前幾代磁性位置傳感器。

為了確保器件的安裝和校準設置簡(jiǎn)單方便并減少用戶(hù)的軟件開(kāi)銷(xiāo)，ADI投入了大量精力。因此，BLDC電機制造商可從非常精確的位置數據中受益，即使在高速應用中也可獲得非常高的扭矩性能，除此之外，他們還能獲得使用無(wú)接觸式磁性檢測技術(shù)的所有好處。